JP3628800B2

JP3628800B2 - Microwave converter

Info

Publication number: JP3628800B2
Application number: JP09692196A
Authority: JP
Inventors: 信敬井上
Original assignee: Maspro Denkoh Corp
Current assignee: Maspro Denkoh Corp
Priority date: 1996-04-18
Filing date: 1996-04-18
Publication date: 2005-03-16
Anticipated expiration: 2016-04-18
Also published as: JPH09284002A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はマイクロ波を受信し周波数変換し増幅し、出力するマイクロ波用コンバータに属する。特に１枚の基板上に電波の取入口と高周波回路及び電源回路等の高周波回路以外の回路とを設けたマイクロ波用コンバータに属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、基板上に形成された電波の取入口に高周波回路をＲＦ増幅部，フィルタ部，ミキサ部，局部発信部，ＩＦ増幅部などの順に順次直列に配置、接続されるとともにその隣接した位置に電源回路等の高周波回路以外の回路を配置した構造のものがあった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、マイクロ波用コンバータの場合、取り扱う周波数が高い上に微弱な信号が伝送されるため、上述した回路配置とした場合、電波の取入口から離れるに従い、高周波回路のアースの電位に差を生じることにより高周波回路のアースが不安定になったり、高周波回路と直流回路やアース配線とが交差する場合が発生し、ＮＦが悪化したり発振しやすくなる等、特性が劣化する原因となっていた。また、このような点を考慮したイアウトが考えられているが、アース等の配線の複雑さは解消されず、特性を改善し得るものではなかった。
特に、電波取入口はその位置やアースの配置，形状によって特性が大きく変化するもので、良好でしかも安定した特性を有するマイクロ波用コンバータを得ることは基板設計において常に難しいものであった。
この点に鑑み、本発明は回路の配置やアースの配置、形状等に苦心する事無く良好な特性を得ることができるマイクロ波用コンバータを提供するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明によるマイクロ波用コンバータは、ケース内に高周波回路と高周波回路以外の回路とを組付けた基板を導波管の電波導入方向に対して直交配置し、前記基板には電波の通路に電波取入口を形成し、一方の面をアース面、他方の面を回路形成面とし、電波取入口を基板中央又はその近辺に配置すると共に前記高周波回路を前記電波取入口を囲むように配設し、更にその各高周波回路に電源を供給する電源供給ラインを電波取入口を中心にして前記高周波回路の外側に配置して構成される。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明を具体化した一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明のマイクロ波用コンバータの基板の正面説明図で、各回路ブロックの配置と電波取入口の配置を示している。この図に於て、４は電波取入口で基板中央に配置され、５，６は導波管内に導入された電波を取り入れるためのプローブであり、７ａは導体棒７の挿通口である。この導体棒７は受信特性を良好にするために、導波管の短絡壁から突設され基板１の電波取入口４を貫通する長さを有し、そのため基板上の電波取入口４中央には、この導体棒７を挿通するための挿通口７ａが設けられている。
【０００６】
そして、高周波回路であるＲＦ増幅部１２，フィルタ部１３，ミキサー部１４，局部発振部１５，ＩＦ増幅部１６がその近接する周囲に配置され、それ以外の電源回路１１と各回路への電源供給ライン１１ａがその外側に、高周波部を取り囲むように配置され、裏面は電波取入口４以外を銅箔で覆いアースとしてある。また、１７は信号を送出するための信号送出部であり、１９は電力分離フィルタ部である。
【０００７】
図２は図１の基板１をケースに取り付け、導波管と基板の関係を示す略断面図である。この図において基板１は、導波管８を有する箱体２と導体棒７を有する蓋体３からなるケース内に導波管８に垂直になるよう取り付けられ、８ａは蓋体側導波管、１８は短絡壁であり、１０はホーンである。
また、導波管８は円形導波管で、電波取入口４の外周は対応する導波管８と同径の円形形状であり、基板１取付により電波取入口４の外周は導波管８，８ａと密着し、電気的に導通するようになっている。
尚、プローブ５，６は夫々水平偏波，垂直偏波に対応するよう配設されていが、電波取入口は電波導入位置の形状に合せ円形でなくともよく、受信するプローブは受信するマイクロ波に合せ１本であってもよい。
【０００８】
図３は、図２の構成の詳細を示した分解斜視図である。図３に於て、基板１は中央位置に電波取入口４の外周部が銅箔アース部２０ａにより形成され、このアース部２０ａは後述する蓋体３′の導波管８ａと密着するようになっている。また、導波管内に導入された電波を取り入れるためのプローブ５，６が銅箔パターンで形成されている。なお４ａは電波取入口４を形成する銅箔を剥離した部分である。
基板１の裏面は電波の取入口４を除くほぼ全面に銅箔を設けアースとし、回路形成面のアース部とは適宜スルーホール等で連結されている。図４は基板１のアース面の斜視図であり、４ｂは電波取入口４の裏面で銅箔を剥離した部分である。また、２０はアース部、２１は取付ねじ挿通孔でもあるスルーホールであり、２２はジャンパー線である。このジャンパー線２２の反対面が信号送出部となっている。
【０００９】
箱体２には、基板１の電波の取入口４と一致し、基板１と垂直に交差する導波管８が形成され、その先にホーン１０を有している。また、側面にはコンバータにより変換された信号を同軸ケーブルに送出するためのコネクタ９が形成され、コネクタ９の中心導体の箱体２内側には基板１の接続部１ａとの連結部を有し、基板１取付時に信号送出部１７と接続される構成となっている。
【００１０】
また、３′はシールド用蓋体であり、基板１上の高周波部をシールドするもので、ネジ等で基板高周波部を密閉し外部から電波が侵入、あるいは外に漏れないようにするためのものである。尚、使用する際に、ケースはさらに風雨から内部を保護するために合成樹脂等で成形されたキャップ（図示せず）を箱体２，蓋体３′を覆う形で箱体２の枠部全体にはめ込み密閉させて構成される。
【００１１】
さらに、このシールド用蓋体３′は、図２において示しているように内側に円形導波管８の電波導入位置で基板１により分断された導波管８ａと短絡壁１８を有し、短絡壁１８中央には導波管の軸線方向に伸びる導体棒７を形成してある。尚、基板１の材質は高周波特性の良いものであればよく、例えばフッソ樹脂製のものを用いればよい。また、箱体２とシールド用蓋体３′は導電性の良い金属製であり、例えばステンレス等の金属板をプレス成形したものであっても良いが、アルミのダイキャストであれば、導波管８，ホーン１０等と一体成形することができ良い。
【００１２】
このように、電波取入口４を中央に配置し、その近接するアースの電位が均一である周囲に高周波回路１２〜１６を配置し、更にその周囲に電源１１を始めとするその他の回路というように配置することで、高周波特性を劣化させる事無く各回路を無理なく配線し接続することができる。例えば高周波回路１２〜１６と電源１１の接続は、電源の供給ライン１１ａを基板周囲に張り巡らすことで、いずれの場所でも容易に接続することができる。
【００１３】
従って、裏面のアース部２０は、表面の回路配置が基板中央の電波取入口４を中心にその近接する周囲に高周波回路、更にその外周に電源回路等の高周波回路以外の回路を配置しているため、ほぼ全面を一様なアース面とするだけで中央付近のアースバランスが良好となり、微弱な信号を扱うため最もアースバランスを必要とする電波取入口４をこの位置に配置することで、アースの配置，形状に腐心する事無く、高周波回路は良好な特性を示し安定した動作をする。
【００１４】
尚、この実施形態においては、導波管の電波導入方向に基板のアース面を向け、導波管の短絡面側を回路形成面としたが、裏返して電波導入方向が回路形成面であってもよい。また、シールド用蓋体３は箱体２全体を覆う形状とし、風雨から回路を保護する蓋体と兼用としても良い。
【００１５】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば基板のほぼ中央に電波取入口を配置しその周囲に高周波回路、更にその外側にその電源供給ラインを配置したので、回路の各ブロックの配置やアースの配置，形状に苦心することなく、損失が少なく良好な特性を有するという優れた効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るマイクロ波用コンバータの１実施形態の基板の各回路部の配置を示す正面説明図である。
【図２】図１の基板をケースに取り付け、基板と導波管の関係を示す略断面図である。
【図３】図２の構成を具体化し細部を示した分解斜視図である。
【図４】図３に示す基板のアース面側の斜視図である。
【符号の説明】
１・・基板、２・・箱体、３，３′・・蓋体、４・・電波取入口、８，８ａ・・導波管、１１・・電源回路部、１２・・ＲＦ増幅部、１３・・フィルタ部、１４・・ミキサー部、１５・・局部発振部、１６・・ＩＦ増幅部、２０・・アース部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention belongs to a microwave converter that receives, converts, amplifies, and outputs a microwave. In particular, the present invention belongs to a microwave converter in which a radio wave inlet and a circuit other than a high frequency circuit such as a high frequency circuit and a power supply circuit are provided on a single substrate.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a high frequency circuit is sequentially arranged and connected in series in the order of an RF amplification unit, a filter unit, a mixer unit, a local transmission unit, an IF amplification unit, and the like at a radio wave inlet formed on a substrate, and at a position adjacent thereto. There was a structure in which circuits other than a high-frequency circuit such as a power supply circuit were arranged.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the case of the converter for microwaves, a high frequency is handled and a weak signal is transmitted. Therefore, in the case of the circuit arrangement described above, a difference occurs in the ground potential of the high-frequency circuit as the distance from the radio wave intake is increased. As a result, the grounding of the high-frequency circuit becomes unstable, or the high-frequency circuit and the DC circuit or the ground wiring may cross each other, resulting in deterioration of characteristics such as deterioration of NF or easy oscillation. . Further, although it is conceivable to consider such a point, the complexity of wiring such as grounding is not eliminated, and the characteristics cannot be improved.
In particular, the characteristics of the radio wave intake vary greatly depending on the position, the arrangement and shape of the ground, and it has always been difficult to obtain a microwave converter having good and stable characteristics.
In view of this point, the present invention provides a microwave converter capable of obtaining good characteristics without being troubled by circuit arrangement, earth arrangement, shape, and the like.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problem, a microwave converter according to the present invention includes a substrate in which a high-frequency circuit and a circuit other than a high-frequency circuit are assembled in a case, and is orthogonally arranged with respect to a direction in which a wave is introduced into a waveguide. A radio wave inlet is formed in a radio wave passage on the board, one side is a ground plane, the other side is a circuit forming plane, the radio wave inlet is arranged at or near the center of the board, and the high frequency circuit is placed in the radio wave inlet. A power supply line that is disposed so as to surround the entrance and supplies power to each high-frequency circuit is arranged outside the high-frequency circuit with the radio wave entrance as a center.
[0005]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment embodying the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is an explanatory front view of a substrate of a microwave converter according to the present invention, showing the arrangement of each circuit block and the arrangement of radio wave inlets. In this figure, reference numeral 4 denotes a radio wave inlet, which is arranged in the center of the substrate, 5 and 6 are probes for taking in the radio wave introduced into the waveguide, and 7 a is an insertion hole for the conductor rod 7. The conductor rod 7 has a length protruding from the short-circuit wall of the waveguide and penetrating the radio wave intake 4 of the substrate 1 in order to improve the reception characteristics. Is provided with an insertion port 7a for inserting the conductor rod 7 therethrough.
[0006]
An RF amplification unit 12, a filter unit 13, a mixer unit 14, a local oscillation unit 15, and an IF amplification unit 16 that are high-frequency circuits are arranged in the vicinity thereof, and other power supply circuits 11 and power supply to each circuit The line 11a is disposed outside the high-frequency portion so as to surround the high-frequency portion, and the back surface is covered with copper foil other than the radio wave intake 4 and serves as a ground. Reference numeral 17 denotes a signal transmission unit for transmitting a signal, and 19 denotes a power separation filter unit.
[0007]
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the relationship between the waveguide and the substrate with the substrate 1 of FIG. 1 attached to the case. In this figure, the substrate 1 is attached so as to be perpendicular to the waveguide 8 in a case composed of a box 2 having a waveguide 8 and a lid 3 having a conductor rod 7, 8 a being a lid-side waveguide, 18 is a short-circuit wall, and 10 is a horn.
The waveguide 8 is a circular waveguide, and the outer periphery of the radio wave inlet 4 has a circular shape with the same diameter as the corresponding waveguide 8. , 8a are in close contact with each other and become electrically conductive.
The probes 5 and 6 are arranged so as to correspond to horizontal polarization and vertical polarization, respectively. However, the radio wave inlet does not have to be circular according to the shape of the radio wave introduction position, and the receiving probe is the receiving microwave. One may be used.
[0008]
FIG. 3 is an exploded perspective view showing details of the configuration of FIG. In FIG. 3, the outer periphery of the radio wave intake 4 is formed by a copper foil grounding portion 20a at the center position of the substrate 1, and this grounding portion 20a is in close contact with a waveguide 8a of a lid 3 'described later. It has become. Further, probes 5 and 6 for taking in radio waves introduced into the waveguide are formed with a copper foil pattern. In addition, 4a is the part which peeled the copper foil which forms the electromagnetic wave inlet 4.
The back surface of the substrate 1 is provided with a copper foil on almost the entire surface except the radio wave intake 4, and is connected to the ground portion of the circuit forming surface by a through hole or the like as appropriate. FIG. 4 is a perspective view of the ground surface of the substrate 1, and 4 b is a portion where the copper foil is peeled off from the back surface of the radio wave intake 4. Reference numeral 20 denotes a ground portion, 21 denotes a through hole which is also a mounting screw insertion hole, and 22 denotes a jumper wire. The opposite surface of the jumper wire 22 is a signal transmission unit.
[0009]
The box 2 is formed with a waveguide 8 that coincides with the radio wave inlet 4 of the substrate 1 and intersects the substrate 1 perpendicularly, and has a horn 10 at the tip. Further, a connector 9 for sending the signal converted by the converter to the coaxial cable is formed on the side surface. The connector 9 has a connecting portion with the connection portion 1a of the substrate 1 inside the box body 2 of the central conductor. When the substrate 1 is attached, the signal sending unit 17 is connected.
[0010]
Reference numeral 3 'denotes a shield lid which shields the high-frequency part on the substrate 1 and seals the high-frequency part of the substrate with screws or the like so that radio waves do not enter or leak outside. It is. In use, the case further includes a cap (not shown) formed of a synthetic resin or the like to protect the inside from wind and rain so that the box 2 and the lid 3 'cover the frame 2 of the box 2. It is configured to be fitted and hermetically sealed.
[0011]
Further, as shown in FIG. 2, the shielding lid 3 'has a waveguide 8a and a short-circuit wall 18 which are separated by the substrate 1 at the position where the circular waveguide 8 is introduced, as shown in FIG. A conductor rod 7 extending in the axial direction of the waveguide is formed at the center of the wall 18. In addition, the material of the board | substrate 1 should just have a good high frequency characteristic, for example, may use the thing made from a fluorine resin. The box 2 and the shield lid 3 'are made of a metal having good electrical conductivity, and may be formed by press-molding a metal plate such as stainless steel. It can be integrally formed with the tube 8, the horn 10, and the like.
[0012]
In this way, the radio wave inlet 4 is arranged in the center, the high frequency circuits 12 to 16 are arranged in the vicinity where the potential of the adjacent ground is uniform, and other circuits such as the power source 11 are also provided in the periphery. By arranging them in the circuit, each circuit can be wired and connected without difficulty without deteriorating the high frequency characteristics. For example, the high frequency circuits 12 to 16 and the power source 11 can be easily connected at any place by extending the power supply line 11a around the substrate.
[0013]
Accordingly, the grounding portion 20 on the back surface has a high-frequency circuit around the radio wave inlet 4 in the center of the substrate and a circuit other than the high-frequency circuit such as a power supply circuit on the outer periphery thereof. Therefore, the ground balance in the vicinity of the center can be improved simply by making the entire surface uniform, and the radio wave intake 4 that requires the most ground balance in order to handle weak signals is arranged at this position. The high-frequency circuit exhibits good characteristics and operates stably without being distracted by the arrangement and shape of the circuit.
[0014]
In this embodiment, the ground plane of the substrate is directed in the direction of introducing the radio wave of the waveguide, and the short-circuited side of the waveguide is used as the circuit forming surface. Also good. The shield lid 3 may be shaped to cover the entire box 2 and may also be used as a lid that protects the circuit from wind and rain.
[0015]
【The invention's effect】
More more As mentioned, substantially central radio inlet disposed in the high-frequency circuit on the periphery of the substrate according to the present invention, further so arranged that the power supply line on the outside, the arrangement and grounding of each block of the circuit The present invention has an excellent effect of having good characteristics with little loss without being troubled by the arrangement and shape of the material.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory front view showing an arrangement of circuit portions of a substrate of a microwave converter according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a relationship between a substrate and a waveguide when the substrate of FIG. 1 is attached to a case.
FIG. 3 is an exploded perspective view showing the details of the configuration of FIG. 2;
4 is a perspective view of the ground surface side of the substrate shown in FIG. 3; FIG.
[Explanation of symbols]
1 .. Substrate 2.. Box body 3, 3 '... Lid 4 ... Radio wave inlet 8, 8a ... Waveguide 11 ... Power supply circuit part 12 ... RF amplifier part 13 .... Filter unit, 14 .... Mixer unit, 15 .... Local oscillation unit, 16 .... IF amplification unit, 20 .... Earth unit

Claims

ケース内に高周波回路と高周波回路以外の回路とを組付けた基板を導波管の電波導入方向に対して直交配置し、前記基板には電波の通路に電波取入口を形成し、一方の面をアース面、他方の面を回路形成面とし、電波取入口を基板中央又はその近辺に配置すると共に前記高周波回路を前記電波取入口を囲むように配設し、更にその各高周波回路に電源を供給する電源供給ラインを電波取入口を中心にして前記高周波回路の外側に配置して成ることを特徴とするマイクロ波用コンバータ。A substrate in which a high-frequency circuit and a circuit other than the high-frequency circuit are assembled in a case is disposed orthogonally to the direction in which the wave is introduced into the waveguide, and a radio wave inlet is formed in the radio wave passage on the substrate. And the other surface as a circuit forming surface, and a radio wave inlet is arranged at or near the center of the substrate and the high frequency circuit is arranged so as to surround the radio wave inlet, and a power source is supplied to each high frequency circuit. A microwave converter characterized in that a power supply line to be supplied is arranged outside the high-frequency circuit with a radio wave inlet as a center .